3 優先切換詳細資料

一般而言，用於 ORing 與優先切換的電路並沒有太大差異，但優先切換架構的運作行為需要特別注意細節。

ORing 解決方案會在兩個電源路徑電壓接近相等時同時導通，而優先切換方法則會保持輔助電源路徑關閉，直到主電源路徑的電壓降至特定閾值以下。一旦達到該閾值，系統便會關閉主電源路徑並導通輔助電源路徑，這會導致負載突然從一個電源轉移到另一個電源，並在兩個電源上產生突發的電壓步進。由於這種突然的負載轉移，主電源的電壓通常會在完全崩潰前出現短暫的突波，不過這取決於導致最初電壓下降的失效原因。

因為輔助電源是根據主電源的電壓進行切換，這種電壓突波可能會導致系統切換回主電源，而切換回去又會立即使主電源電壓下降，進而導致系統再次倒退回輔助電源。這將導致兩個電源之間發生無法控制的振盪，並在輸出產生巨大的漣波，進而可能破壞系統功能。各個電源上產生電壓偏移的原因，是電源路徑內所有寄生電阻與寄生電感的總和，例如印刷電路板走線、導線以及 MOSFET 的漏極至源極導通電阻 (R_DS(on))。

圖 3 顯示這種行為的範例。在斷開主電源供應期間，當輸入電壓一降至切換閾值以下時，就會發生短暫的突發振盪。圖 3 中的通道 1 顯示輔助電源的電壓，而通道 3 則顯示輸出電壓。在此情況下，輔助電源的電壓值低於主電源的電壓值，且切換閾值設定在剛好高於輔助電源電壓的位置。

取決於導致主電源下降的失效原因，這種振盪甚至可能是持續不斷的；例如，當主電源的纜線局部受損，導致巨大的壓降而非完全斷開時。在許多情況下，理想二極體控制器內建的遲滯功能，再搭配夠大的輸入電容器，就能抑制這種行為。但在某些情況下，僅靠內建的遲滯可能不足以避免使用不必要的大型輸入電容器。

雖然我們無法改變裝置內部的遲滯，但在某些裝置上，有一個簡單的解決方案可以透過外部方式來增加遲滯。許多裝置 (例如 LM74910H-Q1) 提供了故障輸出，利用它便能以極少的元件數量來增加外部遲滯。在 LM74910H-Q1 上，故障針腳是一個汲極斷路輸出，當發生過電壓情況或其他故障時會拉低電位。此輸出還可以控制一個外部電晶體，藉此改變過電壓輸入的回饋分壓器。圖 4 說明這種典型的實作方式。

由於故障輸出是汲極斷路輸出，因此您需要一個偏壓電阻器來導通雙極性接面電晶體。此電阻器連接到積體電路的軟體針腳，該針腳提供了一條通往輸入、可切換的低電流路徑，當系統關機時，會停用該路徑，以將靜態電流降至最低。

只要主電源高於切換閾值，輔助控制器就會處於過電壓故障狀態，進而關閉功率開關並將故障輸出拉低。拉低故障輸出，會停用電晶體 Q1；因此，過電壓輸入的回饋分壓器只會包含 R1 和 R2 。這使得過電壓回饋電壓由這兩個電阻器的比例以及切換閾值決定，如方程式 1 所示：

一旦主電源電壓降至此過電壓閾值以下，故障輸出便不再拉低，隨之電晶體將會導通。這會使 R3 與 R2 形成並聯，進而降低出現在過電壓輸入的電壓。方程式 2 提供了升壓閾值的新數值：

透過改變 R3 的值，即可輕鬆調整所產生的遲滯大小，進而提供極佳的設計彈性。